Control Híbrido del Exoesqueleto de Extremidades Inferiores de Berkeley (BLEEX)

El Exoesqueleto de Extremidades Inferiores de Berkeley es el primer exoesqueleto humano funcional, energéticamente autónomo y capaz de transportar carga, y se demostró en U.C. Berkeley, caminando a una velocidad media de 0.9 m/s (2 mph) mientras transportaba una carga de 34 kg (75 lb). El controlador publicado originalmente, llamado Controlador de Amplificación de Sensibilidad BLEEX, se basaba en retroalimentación positiva y estaba diseñado para aumentar la sensibilidad del sistema en bucle cerrado a las fuerzas y torques del usuario sin ninguna medición directa del portador. Este controlador tuvo éxito al permitir un soporte de carga natural y sin obstrucciones para el piloto. Este artículo presenta un esquema de control mejorado que llamamos control “híbrido” de BLEEX, que añade robustez al cambiar la carga de la mochila BLEEX. El ciclo de la marcha se divide en fases de control de apoyo y de balanceo. Se utiliza control de posición para la pierna de apoyo del BLEEX (incluyendo el torso y la mochila) y se usa un controlador de amplificación de sensibilidad para la pierna de balanceo. El controlador también está diseñado para hacer la transición suavemente entre estos dos esquemas a medida que el piloto camina. Con el control híbrido, el controlador no requiere un buen modelo del torso y la carga del BLEEX, lo cual es difícil de obtener y está sujeto a cambios a medida que se añaden y retiran cargas. Como compensación, el control de posición utilizado en este método requiere que el humano use siete inclinométricas para medir los ángulos de las extremidades y del torso humano. Estos sensores adicionales requieren un diseño cuidadoso para fijarlos de manera segura al humano y aumentan el tiempo para ponerse y quitarse el BLEEX.